آستاگزانتین به عنوان یک عامل محافظ اعصاب (مقاله ترجمه شده)

چکیدهبیماری های عصبی، که شامل آسیب های حاد و مزمن نورودژنراتیو می شود، عامل مرگ و ناتوانی انسان می باشند. با این وجود، پاتوفیزیولوژی این بیماری ها هنوز به طور کامل روشن نشده است، و هنوز درمان موثری وجود ندارد. آستاگزانتین؛ عضوی از گروه xanthophyll، نوعی کارتنوئید قرمز-نارنجی با فعالیت های مختلف بر غشاء سلولی و فعالیت های بیولوژیکی متنوع است. مهم تر از همه، شواهدی وجود دارد که نشان می دهد آستاگزانتین دارای اثرات محافظ اعصاب در مدل های آزمایشگاهی آسیب حاد، اختلالات نورودژنراتیو مزمن، و بیماری های عصبی است. اثرات مفید آستاگزانتین در ارتباط با خاصیت ضد اکسیداتیو، ضد التهابی و ضد آپاپتوزیس است. در این مقاله مروری، ما بر روی ویژگی های محافظ اعصاب آستاگزانتین تمرکز خواهیم کرد و مکانیسم های مربوطه به آن را در بیماری های عصبی بررسی خواهیم کرد.مقدمهبیماری های عصبی، به عنوان مثال آسیب های حاد (مانند، سکته و جراحت های ضربه ای مغز) و تخریب مزمن اعصاب (مانند، بیماری آلزایمر، پارکینسون و هوتینگتون)، عامل اصلی مرگ و ناتوانی انسان هستند. استرس اکسیداتیو، التهاب، و آپاپتوزیس برخی از مکانیسم های دخیل در پاتوژنز این بیماری ها هستند. به عنوان مثال، توده های آمیلوئید بتا پپتید به شدت غیر محلول و توپی های فیبریل عصبی عامل اصلی ایجاد استرس اکسیداتیو و التهاب در مغز افراد مبتلا به آلزایمر (AD) هستند که به طور چشمگیری به مرگ نورون ها در این بیماری منجر می شوند. بعلاوه، شواهدی وجود دارند که نشان می دهد نقص میتوکندریایی، استرس های اکسیداتیو و نیتروزاتیو، تجمع و گردآمدگی پروتئین های بد ریخت و نامعمول (مانند α-synuclein) و عملکرد نادرست سیستم ubiquitin-proteasome، مکانیسم مولکولی اصلی دخیل در پاتوژنز بیماری پارکینسون (PD) تک گیر و فامیلی است. بعلاوه، تکه کاملا چند ریخت CAG tri-nucleotide در اکسون-1 ژن huntingtin تکه نامعمول و طویل poly-glutamine را کد می کند که با آسیب های مغزی ناشی از بیماری هانتینگتون (HD) مرتبط است. گسترش پلی-گلوتامین منجر به بدتر شدن هانتینگتین و تجمع آن در هسته می شود. این امر منجر به میانکنش های نامساعد با سایر پروتئین ها می شود که به تجمع داخل هسته ای موتان های هانتیگتین و تشکیل توده های نوروپیل می انجامد که نهایتا بعث مرگ سلول عصبی می شود. بنابراین، عوامل دارویی چند هدفه ممکن است برای درمان این بیماری های تحلیل برنده موثر باشد.آستاگزانتین، یک عضو بی همتای xanthophylls، نوعی ماده مغذی گیاهی است که می تواند توسط ریز جلبک Haematococcus pluvialis سنتز شود. برخلاف سایر اعضای خانواده xanthophylls، آستاگزانتین دارای دو گروه هیدروکسیل است. آستاگزانتین در کنار دو لایه لیپید قرار می گیرد و به اندازه کافی بلند است تا دو گروه هیدروکسیل در کنار فاز مایع قرار گیرد و هنگامی که الکترون ها از این گروه های هیدروکسیل توسط رادیکال های آزاد جدا شدند، رزونانس مولکولی پایدار باشد. در نتیجه، این ویژگی ها اجازه می دهد تا آستاگزانتین تا کارهای زیادی را در بدن انجام دهد. به عنوان مثال، آستاگزانتین می تواند به طور چشمگیری خطر ابتلا به بیماری قلبی-عروقی را کاهش دهد. یک جیره حاوی آستاگزانتین (75 یا 200 mg/kg در روز) به مدت 8 هفته باعث بهبود اتصاع عروقی وابسته به آندوتلیوم در عروق مقاوم شد، فشار خون کاهش یافت، و تغییر شکل قلبی در رتهای مبتلا به فشار خون بالا برطرف گردید. علاوه بر این، آستاگزانتین(100 و 500 میلی گرم در 100 گرم) به مدت 60 روز از اکسیداسیون پروتئین سرم در خرگوش های هایپر-کلسترلمی جلوگیری کرد. همچنین مطالعات نشان داده اند که آستاگزانتین می تواند به راحتی از سد خونی-مغزی عبور کند تا مغز را در برابر جراحت های نورودژنراتیو حاد و مزمن محافظت نماید. ویژگی های محافظت از اعصاب این مولکول شامل، ضد-اکسیداسیون، ضد التهاب، و ضد-آپاپتوزیس است. بنابراین این مقاله مروری بر روی اثرات مفید آستاگزانتین متمرکز خواهد شد و مکانیسم های دخیل مشاهده شده در مدل های آزمایشگاهی بیماری های عصبی را بررسی خواهد کرد. آستاگزانتین: منبع، بیوشیمی، فراهم زیستی، و سلامتیXanthophyll گروهی از رنگ دانه های کارتنوئیدی حاوی اکسیژن است که در گیاهان سنتز شده و از لیکوپن مشتق می گردد. آستاگزانتین یک رنگدانه قرمز است که به این خانواده تعلق دارد. این ترکیب به طور طبیعی در طیف وسیعی از ارگانیسم های زنده شامل، میکروجلبک ها، گیاهان پیچیده و غذاهای دریایی وجود دارد. شکل تجاری آستاگزانتین اغلب از جلبک Haematococcus pluvialis و مخمر Phaffia rhodozyma سنتز می شود. به عنوان عضوی از گروه xanthophyll، آستاگزانتین بسیار مرتبط با سایر کرتنوئید ها مانند بتا-کاروتن، لوتئین و گزانتین است. به طور مشابهی، آنها دارای خواص فیزیولوژیک و متابولیک مشترکی دارند. برخلاف بتا-کاروتن، آستاگزانتین دارای خاصیت پیش ساز ویتامین A در بدن نیست. ویژگی های محافظت از عصب آستاگزانتین در بیماری های عصبیمطالعات بسیاری در ارتباط با اثرات مفید آستاگزانتین وجود دارد. محافظت از عصب ناشی از آستاگزانتین در مدل های آزمایشگاهی اختلالات عصبی شامل مکانیسم های ضد-اکسیدانی، ضد-التهابی، و ضد0 آپاپتوزیس است. این قسمت از مقاله به این مکانیسم های مولکولی خواهد پرداخت و از آنها به عنوان درمان بالقوه بیماری های عصبی یاد خواهد کرد.تاثیر آنتی-اکسیدانتیاسترس اکسیداتیو یک میانجی اصلی در پاتولوژی بیماری های عصبی است. اختلال در تعادل وضعیت واکنش های پیش-اکسیدانتی/آنتی-اکسیدانتی در سلول ها منجر به استرس اکسیداتیو می شود که باعث تولید ریشه های فعال اکسیژن (ROS) و رادیکال های آزاد می گردد. هنگامی که این موارد در مقدار زیاد تولید می شوند، ROS مانند آنیون سوپراکسید (O2-) و محصول تجزیه آن، هیدروژن پراکسید (H2O2) برای عملکردهای متابولیک مضر هستند. رادیکال سوپراکسید می تواند آهن و گوگرد را اکسید کند و مانع آزاد سازی یون آهن شود. بنابراین یون آهن با هیدروژن پراکسید واکنش می دهد تا رادیکال بسیار قوی هیدروکسیل به دست آید. این مواد با سوبستراهای ارگانیک مانند DNA، پروتئین ها و لیپیدها واکنش های دیگری را ایجاد می کنند که منجر به اختلال در عملکرد و مرگ سلول می شود. لازم به ذکر است که آستاگزانتین می تواند به عنوان یک سپر علیه آسیب اکسیداتیو از طریق مکانیسم های مختلف مانند سرکوب اکسیژن تک الکترونی، حذف رادیکال های آزاد، ممانعت از پراکسیداسون چربی و تنظیم بیان ژن های مرتبط با استرس اکسیداتیو عمل کند. به عنوان مثال، آستاگزانتین اثرات مفیدی علیه آسیب کلیوی القاء شده توسط هیدروکلرید جیوه از طریق جلوگیری از اکسیداسشون چربی و پروتئین اعمال می کند. یک مدل درون تنی حیوانی، نشان داد که تجویز آستاگزانتین مانع آسیب ناشی از N-Methyl-D-aspartate می شود که با کاهش پراکسیداسیون چربی و اکسیداسون DNA در ارتباط است. تیمار با آستاگزانتین استرس اکسیداتیو ناشی از cyclophosphamide و آسیب DNA متعاقب را در هپاتوسیت های موش رت کاهش می دهد. اثرات محافظتی این مولکول با فعالسازی فاکتور شماره 2 وابسته به هسته اریتروسیت (Nrf2) در ارتباط است که به واقع بیان ژن های وابسته به Nrf2 مانند heme oxygenase-1 و NAD(P)H، quinine oxidoreductase-1 را تسهیل می کند. در رنگدانه اپیتلیا شبکیه انسان (RPE) رده سلولی ARPE-19، آستاگزانتین مانع از تولید داخل سلولی ROS می شود و از کاهش زنده مانی رنگدانه های سلولی در اثر H2O2 جلوگیری می کند. همچنین آستاگزانتین جابجایی هسته ای Nrf2 را افزایش می دهد و بیان ژن های فاز 2 آنزیم های آنتی اکسیدانتی را از طریق فعالسازی مسیر فسفواینوزیتول 3-کیناز (PI3K) افزایش می دهد که نهایتا به محافظت از سلول ARPE-19 در برابر استرس اکسیداتیو ناشی از H2O منجر می گردد.نتیجه گیری و چشم اندازهای آتیآستاگزاتین دارای اثرات مختلف محافظ عصب در مدل های آزمایشگاهی اختلالات عصبی از هر دو نوع حاد و مزمن است. خاصیت محافظ آستاگزاتین با ویژگی های ضد-اکسیدانی، ضد التهابی و ضد آپاپتوزیس در ارتباط است. آستاگزاتین یک ماده غذایی بی خطر و ایمن است، و هیچ اثر سمی در صورت مصرف با غذا ندارد. علاوه براین، به عنوان یک ترکیب قابل حل در چربی، آستاگزاتین قدر است تا به طور موثری از سد خونی-مغزی عبور کند. بنابراین، آستاگزاتین یک کاندید عالی برای درمان بیماری های عصبی است. ضروری است تا تحقیقات بیشتری در مورد ارزیابی خواص محافظتی و مکانیسم های مرتبط با آن صورت گیرد، شاید که روزی آستاگزاتین یه عامل جدید محافظ نورون معرفی گردد.گرچه اثرات محافظ نورونی آستاگزاتین در مدل های مختلف آزمایشگاهی اختلالات عصبی تست شده است، در برخی از زمینه ها فقدان پژوهش وود دارد. مطالعات بیشتری باید بر روی پتانسیل فارماکولوژیک و اثرات فرم استری آستاگزاتین در درمان اختلالات عصبی تمرکز کند، خصوصا از آنجایی که استرهای آستاگزاتین می تواند به راحتی جذب متابولیسم شود و ممکن است فعالیت بیولوژیکی آن نسبت به فرم آزاد دو چندان شود. علاوه براین، توجه به این مطلب که اغلب داده های کنونی مرتبط با اثرات محافظ اعصاب آستاگزاتین اصولا از سکته های ایسکیمک، SAH, ADو PDمنشاء می گیرد، بسیار مهم است. شواهد بسیار اندکی در مورد سایر بیماری های عصبی مانند آسیب تروماتیک مغز، خونریزی های داخل جمجمه ای و HDدر دسترس است. بنابراین، پژوهش های آتی باید این مدل های عصبی را نیز شامل کنند. پنجره زمان درمانی، نحوه مطمئن تجویز دارو، و دز بهینه آستاگزاتین زمینه های دیگری هستند که نیاز به تحقیق و تایین بیشتر دارند. بسیار مهم تر، توسعه کارآزمایی های بالینی جهت دست یابی به آستاگزانتین به عنوان درمان بیماری عصبی توجیه کننده است، چرا که تعداد زیادی از نیایج بی خطر بودن آن را نشان می دهند.این مقاله ISI در سال 2015 در نشریه MDPI و در مجله داروهای دریایی، توسط گروه جراحی مغز و اعصاب منتشر شده و در سایت ای ترجمه جهت دانلود ارائه شده است. در صورت نیاز به دانلود رایگان اصل مقاله انگلیسی و ترجمه آن می توانید به پست دانلود ترجمه مقاله آستاگزانتین به عنوان یک عامل محافظ اعصاب در سایت ای ترجمه مراجعه نمایید.